بررسی نقشه راه ابزارهای تراشه‌سازی چین

چین تولید کم‌حجم ماشین‌آلات لیتوگرافی غوطه‌وری DUV توسعه‌یافته در داخل را آغاز کرده است. طبق گزارشی از ۲۷ ژوئیه، برنامه‌ریزی شده است که حدود پنج سیستم در سال جاری و تقریباً ۲۰ سیستم در سال ۲۰۲۷ ساخته شوند؛ گزارشی که حدود ۴۴ میلیارد دلار از ارزش بازار شرکت‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML) را کاهش داد.

روز بعد، رویترز (Reuters) سازنده این تجهیزات را گروه فناوری الکترونیک شانگهای آیشنگنا (Shanghai Aishengna Electronic Technology Group) معرفی کرد؛ یک شرکت دولتی که در اوت ۲۰۲۳ با ۷ میلیارد یوآن (حدود ۱ میلیارد دلار) سرمایه ثبت‌شده تأسیس شد و تیم‌های مهندسی استارتاپ وابسته به هواوی (Huawei) یعنی یولیانگ‌سنگ (Yuliangsheng) و سازنده دولتی اس‌ام‌ئی‌ئی (SMEE) را جذب کرد. اولین واحدها قرار است امسال برای اعتبارسنجی خط تولید و نه تولید انبوه، به شرکت‌های اس‌ام‌آی‌سی (SMIC)، هوا هانگ (Hua Hong) و سی‌ام‌اکس‌تی (CXMT) تحویل داده شوند، اما این ماشین‌آلات فاصله زیادی با مطابقت با مدل‌های‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML) دارند و همچنان به آزمایش‌های بیشتری نیاز دارند.

پنج دستگاه نشان‌دهنده حدود ۳.۸ درصد از حدود ۱۳۰ سیستم غوطه‌وری است که‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML) در یک سال معمولی مستقر می‌کند (دسته‌ای از ماشین‌آلات لیتوگرافی که لایه بسیار نازکی از مایع را در طول پردازش روی ویفر قرار می‌دهند). این غول اروپایی تخمین زده می‌شود که ۹۸.۷ درصد از کل بازار غوطه‌وری را در اختیار دارد. گزارش شده است که ابزار چینی ویژگی‌های کلاس ۲۸ نانومتری را در یک نوردهی واحد چاپ می‌کند و از طریق الگوبرداری چندگانه (multipatterning) به ۷ نانومتر و از نظر تئوری ۵ نانومتر می‌رسد؛ همان مسیری که شرکت اس‌ام‌آی‌سی (SMIC) در حال حاضر روی ناوگان نصب‌شده‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML) خود اجرا می‌کند. هیچ‌کدام از دو شرکت این گزارش را تأیید نکرده‌اند، هیچ دستگاهی به‌صورت عمومی به نمایش گذاشته نشده است، و هیچ رقم مربوط به توان عملیاتی یا همپوشانی (overlay) فاش نشده است، در حالی که ابزارهای غوطه‌وری پرچمدار فعلی‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML) دارای توان ۳۳۰ ویفر در ساعت و همپوشانی ۲.۵ نانومتری هستند.

اسکنر شرکت اس‌ام‌آی‌سی (SMIC)

شرکت اس‌ام‌آی‌سی (SMIC) از سپتامبر سال گذشته که فایننشال تایمز (Financial Times) گزارش داد بزرگ‌ترین ریخته‌گری چین آزمایش ابزار یولیانگ‌سنگ (Yuliangsheng) را آغاز کرده است، یک اسکنر غوطه‌وری داخلی را که با نام رمز کوه اورست (Mount Everest) توسعه یافته است، اجرا می‌کند؛ با هدف یکپارچه‌سازی خط تولید از سال ۲۰۲۷ پس از احراز صلاحیت.

نشریه فایننشال تایمز (FT) این دستگاه را با توئین‌اسکن ان‌اکس‌تی: ۱۹۵۰آی (Twinscan NXT:1950i) ساخت‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML) مقایسه کرد؛ سیستمی که در سال ۲۰۰۸ وارد بازار شد و نشان می‌دهد که این طراحی تقریباً یک دهه و نیم از ابزارهایی که‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML) امروزه می‌فروشد، عقب‌تر است. شرکت یولیانگ‌سنگ (Yuliangsheng) که در سال ۲۰۲۲ در شانگهای با ۱ میلیارد یوآن (حدود ۱۴۹ میلیون دلار) سرمایه ثبت‌شده تأسیس شد، به نظر می‌رسد تا اواخر سال گذشته سه دستگاه لیتوگرافی را برای آزمایش به کارخانه‌ها تحویل داده باشد، اما این موضوع به‌طور رسمی تأیید نشده است.

بسیاری از قطعات حیاتی مورد نیاز برای این ماشین‌آلات همچنان از ژاپن وارد می‌شوند و تاخیر در تأمین‌کنندگان محلی همان چیزی است که خروجی سال ۲۰۲۶ را به حدود پنج واحد محدود کرده است. بنابراین، هدف ۲۰۲۷ برای ساخت ۲۰ دستگاه یک هدف جاه‌طلبانه است که فرض را بر وجود یک پایگاه قطعات داخلی می‌گذارد که هنوز ایجاد نشده است، و قطعات وارداتی همچنان در دسترس هر دور آینده از کنترل‌های صادراتی باقی می‌مانند.

بومی‌سازی ۱۸ درصدی لیتوگرافی

پیشرفته‌ترین محصول عرضه‌شده شرکت اس‌ام‌ئی‌ئی (SMEE) همچنان سری SSA600 است؛ یک اسکنر خشک ArF در کلاس ۹۰ نانومتری که تا ماه مه سال گذشته در تولید انبوه بود. ابزار غوطه‌وری SSA/800 با قابلیت ۲۸ نانومتر که این شرکت در سال ۲۰۲۳ اعلام کرد هرگز مستقر نشده است، و ادعای رسانه دولتی درباره توسعه موفقیت‌آمیز آن اندکی پس از انتشار حذف شد. در دسامبر سال گذشته، اس‌ام‌ئی‌ئی (SMEE) یک قرارداد دولتی تک‌منبعی به ارزش تقریبی ۱۱۰ میلیون رنمبین (۱۶ میلیون دلار) برای یک اسکنر KrF با وضوح مشخص‌شده ۱۱۰ نانومتر و همپوشانی ۱۵ نانومتری برنده شد که شاخص مفیدی از وضعیت فعلی قابلیت‌های در سطح تولید آن است.

بر اساس آمارهای انجمن صنعت نیمه‌رسانای چین (China's semiconductor industry association)، تجهیزات داخلی در سال ۲۰۲۵ موفق شدند ۳۵ درصد از خریدهای کارخانه‌های چینی را به خود اختصاص دهند که فراتر از هدف ۳۰ درصدی پکن بود و نسبت به حدود ۱۰ درصد سه سال قبل از آن رشد نشان می‌دهد. بخش‌های اچ (Etch) و رسوب‌گذاری لایه نازک (thin-film deposition) از مرز بومی‌سازی ۴۰ درصد عبور کردند و اندازه‌شناسی (metrology) به ۲۵ درصد رسید، در حالی که لیتوگرافی تنها ۱۸ درصد را مدیریت کرد که بیشتر آن در ابزارهای لبه قدیمی (trailing-edge) و بسته‌بندی بود. از پایان سال ۲۰۲۵، اضافات ظرفیت کارخانه‌های جدید ملزم به تأمین حداقل نیمی از تجهیزات خود از منابع داخلی هستند؛ دستوری که تضمین می‌کند اسکنرهای جدید صرف نظر از مشخصاتشان، پایگاه مشتری داشته باشند.

اچ، رسوب‌گذاری و سایر موارد

شرکت نائورا تکنولوژی (Naura Technology) تا آمارهای فروش سال ۲۰۲۵ به پنجمین سازنده بزرگ تجهیزات تراشه در جهان تبدیل شد و تنها پس از‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML)، اپلاید ماتیریالز (Applied Materials)، لم ریسرچ (Lam Research) و توکیو الکترون (Tokyo Electron) قرار گرفت و از شرکت کی‌ال‌ای (KLA) پیشی گرفت. این شرکت در سه فصل اول سال ۲۰۲۵ مبلغ ۲۷.۱۴ میلیارد رنمبین (۴ میلیارد دلار آمریکا) درآمد ثبت کرد، در مقایسه با ۶.۰۵ میلیارد رنمبین (۵۸۹ میلیون دلار آمریکا) برای کل سال ۲۰۲۰، و دارای یک سبد سفارشات انباشته است که تا سال ۲۰۲۷ امتداد دارد و توسعه ابزارهای لیتوگرافی را برای نخستین بار آغاز کرده است. شرکت اِمِک (AMEC) درآمد و سود خالص خود را در سال ۲۰۲۵ بیش از ۳۰ درصد رشد داد، در حالی که متخصص پاکسازی‌ای‌سی‌ام ریسرچ (ACM Research) مبلغ ۹۰۱۳ میلیون دلار را برای سال مالی ۲۰۲۵ گزارش کرد و پیش‌بینی درآمد تا ۱.۱۸ میلیارد دلار را برای سال ۲۰۲۶ ارائه داد.

شرکت سای‌کریر (SiCarrier)، شرکت مستقر در شنزن که به‌طور گسترده با هواوی (Huawei) مرتبط است، حدود ۳۰ ابزار را در نمایشگاه سیمیکون چین (SEMICON China) در مارس ۲۰۲۵ معرفی کرد که شامل اچ، رسوب‌گذاری، اندازه‌شناسی و تست می‌شود و گزارش شد که تا سپتامبر ۲۰۲۵ با بیش از ۱۰ میلیارد رنمبین (۱.۴۸ میلیارد دلار آمریکا) سفارش، ارزشی معادل ۶۵ میلیارد رنمبین (۹.۶۳ میلیارد دلار آمریکا) پیدا کرده است. ایالات متحده در دسامبر ۲۰۲۴ این شرکت را به فهرست نهادها (Entity List) اضافه کرد.

رهبری خود این بخش به اندازه‌ای که ارقام نشان می‌دهند پیروزمندانه نیست. در ماه مارس، وانگ یانگ‌یوآن (Wang Yangyuan)، هم‌بنیان‌گذار اس‌ام‌آی‌سی (SMIC)، به همراه مدیران وای‌ام‌تی‌سی (YMTC)، نائورا (Naura) و شرکت‌ای‌دی‌ای امپیرین (Empyrean) به‌طور مشترک صنعت ابزار چین را «کوچک، تکه‌تکه و ضعیف» توصیف کردند و خواستار ادغام ملی شدند، به طوری که ۴۷.۵ میلیارد دلار از صندوق بزرگ ۳ (Big Fund III) به سمت لیتوگرافی و‌ای‌دی‌ای هدایت شود. سرمایه‌گذاری مشترک آیشنگنا (Aishengna) که تیم‌های یولیانگ‌سنگ (Yuliangsheng) و اس‌ام‌ئی‌ئی (SMEE) را در یک خودروی دولتی ادغام کرد، به عنوان نخستین محصول آن فشار برای ادغام به نظر می‌رسد. به گفته مؤسسه سمی (SEMI)، چین در سال ۲۰۲۴ مبلغ رکوردشکنی معادل ۴۹.۵ میلیارد دلار برای تجهیزات ساخت ویفر هزینه کرد و حتی پس از کاهش در سال ۲۰۲۵، تا سال ۲۰۲۷ بزرگ‌ترین خریدار جهان باقی می‌ماند.

لیتوگرافی EUV

یک تحقیق توسط رویترز (Reuters) در دسامبر ۲۰۲۵ که «پروژه منهتن» چین لقب گرفت، یک نمونه اولیه عملیاتی از دستگاه منبع نور EUV را در یک آزمایشگاه با امنیت بالا در شنزن توصیف کرد که در اوایل سال ۲۰۲۵ تکمیل شد و فوتون‌های EUV تولید می‌کند اما هنوز یک ویفر را نوردهی نکرده است. گفته می‌شود بیش از ۳۰۰۰ محقق در سراسر این برنامه کار می‌کنند، در حالی که هواوی (Huawei) نقش هماهنگ‌کننده و اس‌ام‌ئی‌ئی (SMEE) مسئولیت یکپارچه‌سازی سیستم را بر عهده دارند.

دو تیم به دنبال منبع نور هستند: یکی به سرپرستی لین نان (Lin Nan)، استاد دانشگاه بیهانگ (Beihang University) که از سال ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۱ در‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML) کار کرده است، دارای طراحی پلاسما تولیدشده با لیزر حالت جامد است که با بازده تبدیل ۳.۴۲ درصد کار می‌کند (در مقایسه با حدود ۵.۵ درصد بازده مورد نیاز برای توجیه تجاری)؛ در حالی که گروه پلاسما تخلیه کمکی لیزری به سرپرستی ژائو یونگ‌پنگ (Zhao Yongpeng) در مؤسسه فناوری هاربین (Harbin Institute of Technology) به خروجی EUV در حدود ۱۰۰ وات دست یافته است، در مقایسه با حدود ۶۰۰ واتی که منابع تولیدی‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML) تحویل می‌دهند.

هدف پکن خروجی تراشه از این دستگاه تا سال ۲۰۲۸ است، هرچند منابع رویترز (Reuters) سال ۲۰۳۰ را واقع‌بینانه‌تر می‌دانند. رشته گزارش دیگری یک نمونه اولیه مهندسی معکوس‌شده را توصیف کرد که پیرامون یک منبع نور رهگیری‌شده سایمر (Cymer) ساخته شده است و به طور مشابه هیچ تراشه‌ای تولید نکرده است. ادعاهای قبلی درباره تولید آزمایشی EUV هواوی (Huawei) در سال ۲۰۲۵ و تولید انبوه در سال ۲۰۲۶ که در مارس ۲۰۲۵ از طریق رسانه‌های چینی منتشر شد، هرگز توسط هیچ منبع اصلی تأیید نشد. مفهوم SSMB مبتنی بر شتاب‌دهنده دانشگاه تسینگ‌هوآ (Tsinghua University) که به یک سنکروترون با محیط خیره‌کننده ۱۰۰ تا ۱۵۰ متر نیاز دارد، همچنان یک پروژه آکادمیک باقی مانده است.

کنترل‌های صادراتی

قانون مچ (MATCH Act) که در اوایل آوریل در مجلس نمایندگان و سنا معرفی شد، نه تنها فروش ابزارهای غوطه‌وری DUV را به شرکت‌های اس‌ام‌آی‌سی (SMIC)، هواوی (Huawei)، هوا هانگ (Hua Hong)، سی‌ام‌اکس‌تی (CXMT) و وای‌ام‌تی‌سی (YMTC) ممنوع می‌کند، بلکه خدمات‌رسانی به ماشین‌آلات از پیش نصب‌شده را نیز ممنوع خواهد کرد و به هلند و ژاپن ۱۵۰ روز فرصت می‌دهد تا هماهنگ شوند.

در این مرحله، این قانون همچنان یک لایحه است و نه یک قانون مصوب، اما محدودیت‌های خدمات‌رسانی مستقیماً پایگاه نصب‌شده‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML) را هدف قرار می‌دهد که هر تراشه پیشرفته‌ای را که چین در حال حاضر می‌سازد تولید می‌کند، از جمله گره N+3 شرکت اس‌ام‌آی‌سی (SMIC) در سیستم‌عکاسی موبایل کیرین ۹۰۳۰ هواوی (Huawei Kirin 9030). کارخانه‌های چینی دقیقاً برای همین سناریو با استفاده از مهندسین شخص ثالث و قطعات بازار خاکستری برای سرهم‌بندی ماشین‌آلات قدیمی‌تر‌ای‌اس‌ام‌ال (Frankenstein older ASML machines) آماده می‌شوند.

قرارگیری‌ای‌اس‌ام‌ال (ASML) در معرض بازار چین طبق برنامه در حال کوچک شدن است، به طوری که این کشور ۲۰ درصد از فروش سیستم‌ها را به خود اختصاص داده است (در مقایسه با ۴۱ درصد در سال ۲۰۲۴ و ۳۳ درصد در سال گذشته)، حتی با وجود اینکه این شرکت پیش‌بینی تمام‌سالیانه خود را در ماه ژوئیه به ۴۳ تا ۴۵ میلیارد یورو افزایش داد. به طور مشابه، اپلاید ماتیریالز (Applied Materials) انتظار دارد در سال مالی جاری بین ۶۰۰ تا ۷۱۰ میلیون دلار از درآمد خود در چین را از دست بدهد.

در نهایت، سه شاخص نشان خواهند داد که آیا برنامه DUV داخلی چین یک رقیب مشروع است یا صرفاً سر و صدای دولتی بیشتری است. شاخص اصلی، ویفرهای تولیدی تأییدشده از یک ابزار آیشنگنا (Aishengna) در اس‌ام‌آی‌سی (SMIC)، هوا هانگ (Hua Hong) یا سی‌ام‌اکس‌تی (CXMT) با توان عملیاتی و بازده منتشر شده خواهد بود؛ و به دنبال آن تحویل چیزی نزدیک به ۲۰ دستگاه برنامه‌ریزی‌شده برای سال ۲۰۲۷، و اولین ویفر نوردهی شده از نمونه اولیه EUV شنزن پیش از هدف تعیین‌شده برای سال ۲۰۲۸ توسط پکن خواهد بود.